JPH0529702B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0529702B2 JPH0529702B2 JP61285535A JP28553586A JPH0529702B2 JP H0529702 B2 JPH0529702 B2 JP H0529702B2 JP 61285535 A JP61285535 A JP 61285535A JP 28553586 A JP28553586 A JP 28553586A JP H0529702 B2 JPH0529702 B2 JP H0529702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- core
- fiber
- cylindrical shape
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素を主成分とし、繊維状の表面に
筒状に設けられた材料（ここではそれらを総称し
て単に炭素という）に関する。
筒状に設けられた材料（ここではそれらを総称し
て単に炭素という）に関する。
本発明は、かかる炭素が光学的エネルギバンド
巾2.0eV以上特に2.6〜4.5eVを有し、かつ筒状構
造を有する繊維状であつて、その筒が30μ以下の
厚さを有することを目的としている。
巾2.0eV以上特に2.6〜4.5eVを有し、かつ筒状構
造を有する繊維状であつて、その筒が30μ以下の
厚さを有することを目的としている。
従来炭素とはグラフアイトの如き導電性の炭素
を考えられていた。炭素の単結晶はダイヤモンド
が知られ、これは硬度、絶縁物中最大の熱伝導係
数を有する等の多くの特性が知られていた。この
ダンヤモンドは、超高圧超高温においてのみ初め
て合成され、それ以外の炭素はグラフアイト的な
硬度的にもろい不良導体であつた。
を考えられていた。炭素の単結晶はダイヤモンド
が知られ、これは硬度、絶縁物中最大の熱伝導係
数を有する等の多くの特性が知られていた。この
ダンヤモンドは、超高圧超高温においてのみ初め
て合成され、それ以外の炭素はグラフアイト的な
硬度的にもろい不良導体であつた。
しかし本発明はプラズマ気相法を用いるとこの
炭素が光学的エネルギバンドギヤツプ巾2.6〜
4.5eVを有する絶縁性を有し、しかもその合成温
度が650℃以下、特に200〜400℃であるというき
わめて工業上重要な特性を有していることが判明
した。本発明は、この炭素を繊維状を有する芯の
表面に筒状に形成し、さらにこれら炭素繊維をプ
ラスチツク等と混合して強化有機物を得んとする
ものである。
炭素が光学的エネルギバンドギヤツプ巾2.6〜
4.5eVを有する絶縁性を有し、しかもその合成温
度が650℃以下、特に200〜400℃であるというき
わめて工業上重要な特性を有していることが判明
した。本発明は、この炭素を繊維状を有する芯の
表面に筒状に形成し、さらにこれら炭素繊維をプ
ラスチツク等と混合して強化有機物を得んとする
ものである。
本発明においては、炭素繊維はその中心部にナ
イロン、テトロン等の有機物からなる繊維の芯を
有し、その表面部または表面上に反応した炭素を
筒状に被膜化して形成したものである。
イロン、テトロン等の有機物からなる繊維の芯を
有し、その表面部または表面上に反応した炭素を
筒状に被膜化して形成したものである。
この筒状というのは、中心部は繊維またはその
単に炭化したものであるが、表面は筒状に30μ以
下の厚さを有し、きわめて硬度の高い、即ち光学
的に2.0eV以上特に2.6〜4.5eVのエネルギバンド
巾を有するあたかもダイヤモンドの如き硬さを有
する被膜が筒状を有して設けられ、そのためまげ
強度等に対し強靭な特性を有している。
単に炭化したものであるが、表面は筒状に30μ以
下の厚さを有し、きわめて硬度の高い、即ち光学
的に2.0eV以上特に2.6〜4.5eVのエネルギバンド
巾を有するあたかもダイヤモンドの如き硬さを有
する被膜が筒状を有して設けられ、そのためまげ
強度等に対し強靭な特性を有している。
以下に図面に従つて本発明を記す。
第１図は本発明に用いたプラズマCVD（気相
法）装置の概要を示す。
法）装置の概要を示す。
図面において反応炉１は誘導または容量方式に
より電磁エネルギ２が与えられている。さらに炭
化水素であるアセチレン８より流量計５を経て励
起室に至る。この反応性気体は水素よりなり、キ
ヤリアガス７により希釈され、ともに2.45GHzの
マイクロ波の電磁エネルギ３が与えられて活性化
または分解する。この活性化または分解した反応
性気体は、直流、高周波またはマイクロ波、代表
的には13.56MHzの電磁エネルギ２によりさらに
結合を促進され、微粉末の核の重合化し、または
加熱され繊維状芯１２の表面に被膜状に形成され
る。この芯はロール１０より９に到り、その間に
この表面に炭素被膜が形成され、さらにその厚さ
を厚くするため、逆にロール９より１０に再度ま
きもどされ、これを繰り返して厚さが厚くなる。
より電磁エネルギ２が与えられている。さらに炭
化水素であるアセチレン８より流量計５を経て励
起室に至る。この反応性気体は水素よりなり、キ
ヤリアガス７により希釈され、ともに2.45GHzの
マイクロ波の電磁エネルギ３が与えられて活性化
または分解する。この活性化または分解した反応
性気体は、直流、高周波またはマイクロ波、代表
的には13.56MHzの電磁エネルギ２によりさらに
結合を促進され、微粉末の核の重合化し、または
加熱され繊維状芯１２の表面に被膜状に形成され
る。この芯はロール１０より９に到り、その間に
この表面に炭素被膜が形成され、さらにその厚さ
を厚くするため、逆にロール９より１０に再度ま
きもどされ、これを繰り返して厚さが厚くなる。
またこの繊維は１本ではなく、100〜104本が同
時にそれぞれが１〜10mmの間隔を経て反応空間内
に配置され、その実効的な表面積を増やして炭素
の吸収効率を向上させた。
時にそれぞれが１〜10mmの間隔を経て反応空間内
に配置され、その実効的な表面積を増やして炭素
の吸収効率を向上させた。
この反応性気体および芯である繊維は、ヒータ
１４および１５により150〜650℃に加熱され反応
が促進される。反応後の不要物は排気１１を経て
ロータリーポンプ１１に至る。これは反応中に
0.001〜10torr代表的には0.1〜0.5torrの雰囲気を
反応性気体に与えるためにきわめて重要である。
１４および１５により150〜650℃に加熱され反応
が促進される。反応後の不要物は排気１１を経て
ロータリーポンプ１１に至る。これは反応中に
0.001〜10torr代表的には0.1〜0.5torrの雰囲気を
反応性気体に与えるためにきわめて重要である。
励起室４には50〜5000W代表的には200〜500W
でマイクロ波が導かれ、Ｃ−Ｈ結合の水素の切断
に有効であつた。さらに活性化した炭素に運動エ
ネルギを与え、互いに衝突させ結合させるのに、
13.56MHzの周波数の電磁エネルギ100〜300Wを
２により与えることは大きい光学的バンド巾
（Egという）を作るために重要であつた。
でマイクロ波が導かれ、Ｃ−Ｈ結合の水素の切断
に有効であつた。さらに活性化した炭素に運動エ
ネルギを与え、互いに衝突させ結合させるのに、
13.56MHzの周波数の電磁エネルギ100〜300Wを
２により与えることは大きい光学的バンド巾
（Egという）を作るために重要であつた。
形成された炭素は単に熱分解するのみではEg
は0.1〜1.5eVであり、またその場合は硬度も十分
ではなかつた。さらに電磁エネルギ３，２を与え
ると、2.6〜4.5eV代表的には3.0〜3.5eVとなり、
この場合はビツカース硬度も4500〜5500Kg／mm以
上というすぐれた値を有していた。また熱伝導度
も5.0（Ｗ／cmdeg）という高い値を有していた。
は0.1〜1.5eVであり、またその場合は硬度も十分
ではなかつた。さらに電磁エネルギ３，２を与え
ると、2.6〜4.5eV代表的には3.0〜3.5eVとなり、
この場合はビツカース硬度も4500〜5500Kg／mm以
上というすぐれた値を有していた。また熱伝導度
も5.0（Ｗ／cmdeg）という高い値を有していた。
炭素を繊維状を有する芯の表面に作る時、その
芯の太さは任意に変更可能であるが、実質的には
その直径は300μ（0.3mm）以下であり、特にその表
面が30μ以下、代表的には10〜100μの繊維表面に
30μ以下、例えば１〜10μの厚さの炭素（この場
合その芯も成分としては炭素となるが、その光学
的バンド巾Egは平均値において2eVよりも少な
いため表面の厚さのみを考慮する）はちようど竹
のように内部が空心状になり、結果としてきわめ
て軽くかつまげ強度に強い繊維状構造を作ること
ができた。
芯の太さは任意に変更可能であるが、実質的には
その直径は300μ（0.3mm）以下であり、特にその表
面が30μ以下、代表的には10〜100μの繊維表面に
30μ以下、例えば１〜10μの厚さの炭素（この場
合その芯も成分としては炭素となるが、その光学
的バンド巾Egは平均値において2eVよりも少な
いため表面の厚さのみを考慮する）はちようど竹
のように内部が空心状になり、結果としてきわめ
て軽くかつまげ強度に強い繊維状構造を作ること
ができた。
もちろんこの繊維状構造はこの芯を直接プラズ
マ中にて炭化してその表面に0.1〜5μの厚さに硬
度の強い本発明の炭素を形成してもよい。
マ中にて炭化してその表面に0.1〜5μの厚さに硬
度の強い本発明の炭素を形成してもよい。
かかる炭素繊維を一般のプラスチツクに混入し
複合化した。かかる材料はその重さが軽いため、
航空機等に用いたり、またEgが2.0eV以上、特に
2.6eV以上さらに3.5eV以上有する場合は、強化
ガラスまたはその一部として用いることも可能で
あり、その応用は計り知れない。
複合化した。かかる材料はその重さが軽いため、
航空機等に用いたり、またEgが2.0eV以上、特に
2.6eV以上さらに3.5eV以上有する場合は、強化
ガラスまたはその一部として用いることも可能で
あり、その応用は計り知れない。
本発明の炭素は、その原料をアセチレンまたは
エチレンの如き二重結合または二重結合を有する
炭化水素材料を主として用いているため、低い電
気エネルギでも結合を作ることができる。しかし
もし、補助のマイクロ波を1KW以上与えるとプ
ロパンガスからも作ることが可能である。これは
使用原料が安価であり、また必要なエネルギが高
温を必要としない等きわめて多くの工業的応用を
産むことができる。
エチレンの如き二重結合または二重結合を有する
炭化水素材料を主として用いているため、低い電
気エネルギでも結合を作ることができる。しかし
もし、補助のマイクロ波を1KW以上与えるとプ
ロパンガスからも作ることが可能である。これは
使用原料が安価であり、また必要なエネルギが高
温を必要としない等きわめて多くの工業的応用を
産むことができる。
本発明において、主として形成された炭素は電
磁エネルギを弱く加える場合、非晶質（アモルフ
アス）構造を示していた。しかし電磁エネルギの
出力を500W以上にすると、５〜200Åの大きさの
微結晶性を有する構造となつた。この微結晶構造
の方が強度はさらに強くなつた。
磁エネルギを弱く加える場合、非晶質（アモルフ
アス）構造を示していた。しかし電磁エネルギの
出力を500W以上にすると、５〜200Åの大きさの
微結晶性を有する構造となつた。この微結晶構造
の方が強度はさらに強くなつた。
以上において炭素を主成分として記したが、こ
の中には水素が0.01〜10モル％含まれており、さ
らに価、価または価の不純物を３モル％以
下の量含有させて、平均的には2.6〜4.5eVを有し
つつもＰまたはＮ型の導電型を与えてもよい。
の中には水素が0.01〜10モル％含まれており、さ
らに価、価または価の不純物を３モル％以
下の量含有させて、平均的には2.6〜4.5eVを有し
つつもＰまたはＮ型の導電型を与えてもよい。
本発明は被形成面がない場合、または糸状のも
のを基体とした。しかし板状その他を用いること
により機械的強度を補強する保護膜として用いる
ことができるというまでもない。
のを基体とした。しかし板状その他を用いること
により機械的強度を補強する保護膜として用いる
ことができるというまでもない。
本発明における芯は有機物の繊維を用いた。し
かしこの芯をガラスとし、その表面に炭素を被膜
コーテイングすると、こと炭素の屈折率が2.3〜
2.6を有するため、光通信用のSiO2フアイバーの
表面での光信号の損失を少なくすることにきわめ
て有効である。この場合、フアイバー通信ケーブ
ルとしての強度、特に引つ張り強度も強く、安価
な材料である炭素の筒状コーテイングであるため
にその工業的価値はきわめて大きなものであると
信ずる。
かしこの芯をガラスとし、その表面に炭素を被膜
コーテイングすると、こと炭素の屈折率が2.3〜
2.6を有するため、光通信用のSiO2フアイバーの
表面での光信号の損失を少なくすることにきわめ
て有効である。この場合、フアイバー通信ケーブ
ルとしての強度、特に引つ張り強度も強く、安価
な材料である炭素の筒状コーテイングであるため
にその工業的価値はきわめて大きなものであると
信ずる。
さらにこの繊維状を設ける芯として、銅の如き
金属、セラミツクを用いてもよく、細い金属線に
あつては、その加工強度を向上でき、また電気的
絶縁性も優れているため、耐熱性を有する導線と
して最適である。
金属、セラミツクを用いてもよく、細い金属線に
あつては、その加工強度を向上でき、また電気的
絶縁性も優れているため、耐熱性を有する導線と
して最適である。
第１図は本発明の炭素を作製するための装置の
概要を示す。
概要を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光学的エネルギバンドギヤツプ巾が2.0eV以
上の炭素を、繊維を芯とする材料の表面に筒状に
設けたことを特徴とする炭素がコートされた繊
維。 ２ 特許請求の範囲第１項において、炭素は有機
物またはその炭化した繊維、ガラス、セラミツク
細線または金属細線よりなる芯の表面に筒状に設
けられたことを特徴とする炭素がコートされた繊
維。 ３ 特許請求の範囲第２項において、筒状を有す
る炭素は30μ以下の厚さを有することを特徴とす
る炭素がコートされた繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285535A JPS62182180A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 炭素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285535A JPS62182180A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 炭素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182180A JPS62182180A (ja) | 1987-08-10 |
| JPH0529702B2 true JPH0529702B2 (ja) | 1993-05-06 |
Family
ID=17692789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285535A Granted JPS62182180A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 炭素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62182180A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2852748B2 (ja) * | 1988-06-15 | 1999-02-03 | 日本カーボン株式会社 | 低電気比抵抗値を有する炭化ケイ素繊維の製造方法 |
-
1986
- 1986-11-29 JP JP61285535A patent/JPS62182180A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62182180A (ja) | 1987-08-10 |
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